Методики эффективного применения массовых расходомеров в технологических системах наземной эксплуатации летательных аппаратов
Опубликовано: 18.02.2025
Авторы: Бобровник В.И., Краснышева К.И., Чугунков В.В.
Опубликовано в выпуске: #2(158)/2025
DOI: 10.18698/2308-6033-2025-2-2424
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов
В ряде технологических стартовых систем космических ракетных комплексов необходимо контролировать массовые параметры криогенных жидкостей в процессе температурной подготовки компонентов ракетного топлива и их заправки в топливные баки летательных аппаратов при подготовке к пуску ракет космического назначения. Рассмотрены технические решения по применению массовых кориолисовых расходомеров для контроля масс криогенных компонентов топлива при заправке в топливные баки разгонных блоков и регулирования массового расхода жидкого азота в системе температурной подготовки ракетного топлива стартового комплекса при охлаждении углеводородного горючего с использованием рекуперативных теплообменников и жидкого азота. Приведены схемные построения, алгоритмы и математические модели функционирования технологических систем стартовых комплексов с применением массовых расходомеров. Представлены результаты анализа характеристик данных систем, подтверждающие возможность повышения их эффективности.
EDN UIQQWB
Литература
[1] Александров А.А., Денисов О.Е., Золин А.В., Чугунков В.В. Охлаждение ракетного топлива стартовым оборудованием с применением жидкого азота. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2013, № 4, с. 24–29.
[2] Павлов С.К., Чугунков В.В. Математическая модель процесса температурной подготовки компонентов жидкого ракетного топлива с использованием теплообменника и теплоносителя, охлаждаемого жидким азотом. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 12, с. 136–150.
[3] Денисов О.Е., Золин А.В., Чугунков В.В. Методика моделирования охлаждения компонентов ракетного топлива с применением жидкого азота и промежуточного теплоносителя. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 3, с. 145–161.
[4] Золин А.В., Чугунков В.В. Моделирование процессов температурной подготовки ракетного горючего в системе заправки стартового комплекса. Аэрокосмический научный журнал, 2015, № 6, с. 27–38.
[5] Александров А.А., Бармин И.В., Кунис И.Д., Чугунков В.В. Особенности создания и развития криогенных систем ракетно-космических стартовых комплексов «Союз». Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016, № 2, с. 7–27.
[6] Александров А.А., Бармин И.В., Павлов С.К., Чугунков В.В. Аналитическая модель эффективной технологии температурной подготовки ракетного топлива в емкостях заправочных систем наземных комплексов. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2017, № 4, с. 86–95.
[7] Александров А.А., Бармин И.В., Павлов С.К., Чугунков В.В. Исследование параметров теплообмена витого теплообменника в двухфазной среде. Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Естественные науки, 2019, № 3 (84), с. 22–33.
[8] Chugunkov V.V., Denisova K.I., Pavlov S.K. Effective models of using liquid nitrogen for cooling liquid media. AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2171, Art. no. 200002. DOI: 10.1063/1.5133360
[9] Chugunkov V.V., Denisova K.I. Fuel cooling with liquid nitrogen in a tank with a built-in heat exchanger. AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2318, Art. no. 100003. DOI: 10.1063/5.0036228
[10] Chugunkov V.V., Aleksandrov A.A., Barmin I.V., Denisova K.I. Increase the cooling efficiency of the fuel tanks with built-in heat exchangers using liquid nitrogen. AIP Conference Proceedings, 2023, vol. 2549, Art. no. 110004. DOI: 10.1063/5. 01108
[11] Скворцов Б.В., Захаров Р.С., Живоносновская Д.М. Методы и устройства измерения уровня топлива в процессе заправки ракет-носителей и основные направления их развития. Авиакосмическое приборостроение, 2019, № 5, с. 3–14.
[12] Михайлов С.Л., Чернышев В.А. Обеспечение точных измерений температуры контролируемой среды в вихревом счетчике массы компонентов ракетного топлива ВДУ. В сб.: Информационно-управляющие и измерительные системы–2021: материалы XIV Отраслевой научно-технической конференции приборостроительных организаций Госкорпорации «Роскосмос», посвященной 55-й годовщине образования АО «НПО ИТ». Москва, Изд-во «Перо», 2021, с. 107–111.
[13] Бобровник В.И., Чугунков В.В Анализ возможности применения массовых расходомеров для дозирования компонентов ракетного топлива при заправке топливных баков летательных аппаратов. XLVIII Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства: сб. тез. в 3 т. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2024, т. 2, с. 121–123.
[14] Николаев А.В., Шульга В.М. Результаты разработки и внедрения новых методов, технологий и оборудования заправки баков летательных аппаратов компонентами ракетного топлива. Космонавтика и ракетостроение, 2024, № 1 (134), с. 170–185.
[15] Сова А.Н., Шульга В.М., Николаев А.В., Борисов В.Г., Чернецкая М.Л. Результаты применения метода многопорционного весового дозирования для заправки разгонного блока. Двойные технологии, 2022, № 4 (101), с. 21–23.
[16] Кортиашвили В.В., Крахмалев Е.И. Обзор методов измерения массового расхода. Экспозиция Нефть Газ, 2015, № 3 (42), с. 69–71.
[17] Даутов А.Р. Применение продукции ТМ «ЭМИС» в теплоэнергетике. Автоматизация и IT в энергетике, 2021, № 11 (148), с. 44–48.
[18] Wen D.S., Chen H.S., Ding Y.L., Dearman P. Liquid nitrogen injection into water: Pressure build-up and heat transfer. Cryogenics, 2006, vol. 46, no. 10, рр. 740–748.
[19] Домашенко А.М., Блинова И.Д. Исследования тепломассообмена при сбросе криогенных продуктов в воду. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2007, № 12, с. 17–19.
[20] Накоряков В.Е., Цой А.Н., Мезенцев И.В., Мелешкин А.В. Вскипание струи жидкого азота, инжектированного в воду. Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, 2013, № 1 (12), с. 260–264.
[21] Nakoryakov V.E., Tsoi A.N., Mezentsev I.V., Meleshkin A.V. Boiling-up of liquid nitrogen jet in water. Thermophysics and Aeromechanics, 2014, vol. 21, iss. 3, pр. 279–284.
[22] Накоряков В.Е., Цой А.Н., Мезенцев И.В., Мелешкин А.В. Экспериментальные исследования процесса инжекции жидкого азота в воду. Теплофизика и аэромеханика, 2014, № 3, с. 293–298.